[發明專利]一種汽車推力桿熱鉚接工藝仿真分析方法

有效

• 申請號: 201710724254.1
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107590318B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 鐘漢文;陳國棟;卜繼玲;張亞新;鄒波;張俊榮
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/06;G06F119/18
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種汽車推力桿熱鉚接工藝仿真分析方法，借助塑性力學理論與成形工藝有限元仿真軟件，實現了推力桿熱鉚接工藝過程全工序的模擬仿真，能夠再現熱鉚接工藝過程中，套管的各項內在特征（如應力應變、金屬流線等）和外在特征（如套管變形、球頭與套管接觸等）的變化情況，這些特征通過試制試驗研究方法是無法得到的數據，通過這些特征能直觀的分析熱鉚接工藝過程中缺陷的形成機理，對不同工藝參數下的對比分析，實現工藝參數的優化設計，有效的降低了試制試驗的風險，大大縮短了推力桿工藝參數確定周期，大幅降低了推力桿的生產成本，為推力桿產品快速推向市場提供有力的支持。

技術領域

本發明涉及汽車推力桿的熱鉚接生產工藝分析及優化技術，具體涉及一種汽車推力桿熱鉚接工藝仿真分析方法。

背景技術

汽車推力桿是平衡懸架、空氣懸架的關鍵部件之一，對汽車行駛安全起至關重要的作用。車輛行駛過程中，推力桿在傳力、限位、隔振、緩和沖擊等方面起到至關重要的作用。目前市場上的推力桿，由球頭與套管組裝在一起，球頭為推力桿的組裝部件，一端為球柄，球柄端有鉚接波紋且用于實現與套管通過熱鉚接工藝連接、另一端為圓環狀且用于安裝球鉸；套管為推力桿的組裝部件，一般采用無縫鋼管截取一定長度。

將推力桿的球頭與套管連接起來的組裝工藝主要有摩擦焊結、熱鉚接、螺紋連接三種，其中熱鉚接占絕大大多數。熱鉚接工藝的過程如下：將套管一端或者兩端加熱到工藝溫度，然后與球頭裝配在一起，放置在特定的模具上，通過液壓設備進行模壓，將套管與球頭壓緊，保壓一定時間后卸載模具，將組裝件懸掛起來進行冷卻。該工藝需使得推力桿在性能上，需要滿足設計上的連接強度，即在一定的拉力或者扭矩作用下，套管與球頭不能有相對位移。該工藝的主要參數，包括加熱溫度、最大壓力、鉚接波紋數等。

在推力桿實際生產過程中，存在產品抗拉、抗扭強度不足，冷卻開裂等問題，需要調整工藝參數、模具結構等因素，使得工藝得到改進，解決出現的問題。因此，研究熱鉚接工藝過程，實現熱鉚接工藝參數的優化設計，對推力桿產品批量生產的質量控制提供有力的支持。目前推力桿熱鉚接工藝的研究，主要集中在經驗公式、波紋調整、結構改進及模具改進等方面，通過大量的產品試制，進行產品性能試驗，小批量全部合格后才能進行批量生產，存在難以發現缺陷形成機理，試制次數難以控制，批量生產定型周期長，試制試驗成本高昂等缺點，不利于產品開發周期和開發成本的控制，不利于產品快速推向市場，對產品的市場競爭力有至關重要的影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種汽車推力桿熱鉚接工藝仿真分析方法，能夠直觀分析熱鉚接工藝過程中缺陷的形成機理、對套管的各項內在特征（如應力應變、金屬流線等）和外在特征（如套管變形、球頭與套管接觸等）的情況，進行對比分析，實現工藝參數的優化設計，有效減少工藝試制次數，縮短試制周期，降低了工藝成本，提升產品工藝試制效率，為推力桿的套管與球頭連接區域的結構設計與模具設計提供支持，能為推力桿產品的材料選定提供支持。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種汽車推力桿熱鉚接工藝仿真分析方法，其特征在于實施步驟包括：

1）將用于將套管和球頭熱鉚接成汽車推力桿的汽車推力桿熱鉚接工藝按進行順序簡化分解為套管加熱、鉚接成形、整體冷卻三個工序，基于工藝文件、推力桿三維模型、模具模型及其材料牌號生成至少一組工藝參數，選擇一組工藝參數作為當前工藝參數；

2）獲取包括當前工藝參數對應的工藝文件、推力桿三維模型、模具模型及其材料牌號在內的輸入數據，建立套管、固定模具、加熱模具的裝配幾何模型，所述固定模具用于在套管加熱工序中固定套管、加熱模具用于在套管加熱工序中對套管進行加熱；建立球頭、模壓模具、導向模具的裝配幾何模型，所述模壓模具用于在鉚接成形工序中利用液壓設備對套管進行模壓，所述導向模具用于在鉚接成形工序中對球頭的運動進行導向；